The aim of this study was to determine the impact of additions of tungsten carbide and silicon carbide microparticles to the lubricant used in the burnishing process on the tribological properties of friction pairs. The cylinders made of AISI 1045 steel constituted a workpiece. Burnishing was made with a lubricant the SN150 base oil with addition of tungsten carbide and silicon carbide microparticles. The tested materials were burnished with forces of 1000 N and 1500 N. Before and after the burnishing process, the surface roughness and hardness of the tested materials were measured. The study also presents the results of tribological properties of friction pairs with the tested structural materials. It was found that the addition of tungsten carbide microparticles to the base oil in the burnishing process can result in improved surface quality and reduced surface roughness. The results also confirmed the effect of addition of tungsten carbide and silicon carbide to the lubricant used in the burnishing process on tribological properties.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Wear measurement results of iron, steel and bronze sleeves pair with different gland packing in dependence with contact pressure and sliding velocity are presented in paper. Effectiveness of some methods of friction surfaces hardening evaluation is done. According to measured data the law of wear distribution is defined and its statistic characteristics for different friction pairs are defined. It is stated, that shaft/packing contact wear subjects the normal law of distribution, and wearing is stationary ergodic process. The results, which were obtained, make basis for elaboration of reliability factors computational methods for stuffing - box seals of rotating shafts.
PL
W artykule przedstawiono wyniki współpracy tulei żeliwnych, stalowych i brązowych z różnymi uszczelnieniami dławnicowymi w zależności od nacisków stykowych i prędkości ślizgania. Dokonano oceny efektywności niektórych metod utwardzania powierzchni tarcia. Stosownie do danych pomiarowych zdefiniowano prawo rozkładu zużycia oraz jego charakterystyki statystyczne dla różnych par ciernych. Stwierdzono, że zużycie stykowe wał-uszczelnienie podlega prawu rozkładu normalnego, a zużycie jest stacjonarnym procesem ergodycznym. Uzyskane wyniki tworzą podstawę do opracowania obliczeniowej metody współczynników bezpieczeństwa dla uszczelnień dławnicowych wałów obrotowych.
The paper presents and experimentally verifies a testing method of friction pairs between various materials: steel-cast iron, cast iron-cast iron, and cast iron-ferodo. The applied methodology for the evaluation of tribological mating of a friction part allows for determining the time series of friction torque and mechanical power transmitted by a friction pair at slippage. Time series of parameters variability in the investigated friction process after the loss of contact are presented. In addition, relationships are presented that allow for determining the basic friction pair parameters: friction torque, friction coefficient, and mechanical power. This is a basis for determining the tribological load capacity of a friction pair whose measure has been assumed as the maximum value of torsional torque and mechanical power transmitted by the tested specimens.
PL
W artykule przedstawiono oraz eksperymentalnie zweryfikowano metodę badań skojarzeń ciernych pomiędzy różnymi materiałami: stal–żeliwo, żeliwo–żeliwo oraz żeliwo–ferodo. Zastosowana metodyka badawcza do oceny tribologicznej współpracy skojarzenia ciernego pozwala na wyznaczenie zmian przebiegu momentu tarcia oraz przenoszonej przez skojarzenie mocy mechanicznej, od chwili zerwania styku na kontakcie powierzchni trących i pracy w stanie poślizgu. Zaprezentowano przebiegi czasowe zmienności parametrów badanego procesu tarcia powierzchni skojarzonych występujące po zerwaniu kontaktu. Podano zależności umożliwiające wyznaczenie podstawowych parametrów skojarzenia ciernego: momentu tarcia, współczynnika tarcia oraz mocy mechanicznej. Daje to podstawy do określenia tribologicznej nośności skojarzenia, którego miarę przyjęto w postaci maksymalnej wartości momentu skręcającego oraz mocy mechanicznej przenoszonej przez badane próbki.
The paper presents and experimentally verifies a method for the determination of the kinetic friction coefficient of friction pairs. The method involves a direct acceleration measurement of an object sliding down an inclined plane and the determination of the momentary friction force based on acceleration. The laboratory test rig was presented and the theoretical foundations of the method were discussed in detail. The laboratory experiments were conducted for the following material pairs: steel-cast iron, steel-bronze, and for various inclined plane angles. The experiments results were presented, acceleration vs. time curves were plotted, and friction coefficients were determined. These values were compared to the values known from literature [L. 1–3]. The uncertainly analysis of kinetic friction coefficient determination was conducted. The method effectiveness and accuracy was verified, noting the sources of possible measurement errors and the ways to eliminate them.
PL
W artykule zaproponowano oraz eksperymentalnie zweryfikowano metodę wyznaczania współczynnika tarcia kinetycznego skojarzeń ciernych. Zastosowano metodę bezpośredniego pomiaru przyspieszenia obiektu zsuwającego się po równi pochyłej oraz wyznaczanie na podstawie przyspieszenia chwilowej wartości siły tarcia. Przedstawiono budowę stanowiska laboratoryjnego oraz szczegółowo omówiono podstawy teoretyczne metody. Badania laboratoryjne przeprowadzono dla następujących skojarzeń materiałów: stal–żeliwo, stal–brąz oraz dla różnej wartości kąta równi pochyłej. Zaprezentowano uzyskane wyniki eksperymentów, przebiegi czasowe mierzonych wartości przyspieszeń oraz wartości wyznaczonych współczynników tarcia. Wartości te porównano ze znanymi wartościami z literatury [L. 1–3]. Przeprowadzono analizę niepewności wyznaczania współczynnika tarcia kinetycznego. Potwierdzono skuteczność i dokładność metody, zwracając uwagę na źródła możliwych błędów pomiaru oraz możliwość ich eliminacji.
In this study are presented the results of the simulation tests of the friction pairs occurring between the spring leaves while considering a condition of the mating surfaces and an impact of the velocity of their mutual dislocation on the values of the friction coefficients. It has been proposed a methodology in respect of a determination of the coefficients of the static and kinetic friction. Two kinds of the specimens have been prepared for the tests, which have been cut out from a spring leaf of the prototype spring – they have created the model friction pairs. The condition of the specimen surface and their selected mechanical properties have been evaluated. During the experimental tests have been considered: four sliding velocities, four variants of the surface conditions and two values of the normal load. The tests of the friction pairs have been performed at the laboratory stand for measuring the friction force. The results of the tests have been presented in a form of the time courses of friction force, graphs and tabular summaries of the friction coefficients. It has been conducted a comparative analysis of the results in order to determine an influence of the test results on the values of the determined friction coefficients. The proposed research conditions are approximate to the typical operating conditions of the road vehicles.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań symulacyjnych węzłów tarcia występujących pomiędzy piórami resoru, z uwzględnieniem stanu powierzchni współpracujących oraz wpływu prędkości ich wzajemnego przemieszczania, na wartości współczynników tarcia. Zaproponowano metodykę wyznaczania współczynników statycznych i kinetycznych tarcia. Do badań przygotowano dwa rodzaje próbek, które wycięto z pióra resoru prototypowego - tworzyły one modelowe pary cierne. Oceniono stan powierzchni próbek i wybrane właściwości mechaniczne. W badaniach eksperymentalnych uwzględniono: cztery prędkości poślizgu, cztery warianty stanu powierzchni oraz dwie wartości obciążenia normalnego. Badania par ciernych wykonano na stanowisku laboratoryjnym do pomiaru siły tarcia. Wyniki badań przedstawiono w postaci przebiegów czasowych siły tarcia, wykresów i zestawień tabelarycznych współczynników tarcia. Wykonano analizę porównawczą wyników w celu określenia wpływu warunków badań, na wartości wyznaczonych współczynników tarcia. Zaproponowane warunki badań są zbliżone do typowych warunków eksploatacyjnych pojazdów drogowych.
The elements creating a friction pairs are described to be very difficult in terms of defining all optimal parameters in an unequivocal way. The research on stability of friction pairs is focused on the surface and the top layer of surface in the parts concerned. The main goal is to find new design solutions and materials, thereby achieving one million kilometers of mileage to main repair in the case of internal combustion engines. The biggest structural difficulties are noticeable in friction pairs where it can be observed sliding and returning motion, which is also connected with sealing function. A typical example of such pair is piston ring – cylinder sleeve in piston – rings - cylinder unit in an internal combustion engine. Engineers are currently seeking an additional factor, which would enable gaining the reduction of tangential force by reducing the friction coefficient in elements of friction pair during operations. The surface free energy may be such factor - it results from molecular structure and nature of the bonds between the molecules present in the material. Components of surface free energy determine the tribological properties of the material, which is reflected in the stability of the units. Energy state of the surface, which is connected with chemistry and characteristics in the material, is the first step to consider about the impact on wearing in internal combustion engine. This is the main topic of this article.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.